Februárban amerikai kutatócsoportok 28 küldetés tervet nyújtottak be a NASA-nak, a Jupiter, Szaturnusz holdjainak, kisbolygóknak, a Mars holdjainak és a Vénusznak a meglátogatására. Ezen koncepciók közül csupán egy fog majd valóban megvalósulni. Augusztusban a NASA kiválaszt két projektet és amelyiket 2016-ban jobbnak ítélik, az fog 2020–2022 közt elindulni a Földről.

A küldetés a NASA alacsony költségvetésű Discovery programjának keretében valósul meg, amelyhez tartozik a most a Ceres-t vizsgáló Dawn is. Ezek erősen fókuszált, relatíve alacsony költségű robotszondás küldetések, amelyek eddig többnyire a belső Naprendszer különböző helyeit vizsgálták. A Discovery program szondái a Földön és a Napon kívül bármilyen naprendszerbeli égitestre fókuszálhatnak.

A legtöbb koncepció nem csak tudományos küldetés, hanem technológiai demonstrátor is egyben. Lézeres kommunikációs rendszerrel, hatékonyabb ion hajtóművel, precíz atomórákkal és újonnan kifejlesztett hővédő pajzzsal szerelt szondák szerepelnek a tervek közt.

A lézeres kommunikáció tesztelése különösen lényeges a NASA számára. Jelenleg az űrügynökség a NASA Deep Space Network-ön keresztül, rádióhullámokkal tart kapcsolatot a Naprendszer különböző részein lévő szondáival, de ezt a 2020-as évektől kezdve fokozatosan optikai kommunikációval szeretnék kiváltani, amely sokkal nagyobb sávszélességű adatátvitelt tenne lehetővé. Ennek leginkább a Föld-Mars között van kiemelt fontossága, ahol több űrszonda napi szinten rengeteg adatot gyűjt össze.

A NASA idén valamelyest változtatott a Discovery küldetések szabályain. Most először a 450 millió dolláros költségvetés nem tartalmazza az indítás utáni működtetés és az indítás árát, amit a NASA külön forrásból fedez majd. Továbbá nem lehet ezeknél a küldetéseknél nukleáris áramforrást használni, ami nehezíti a külső naprendszert célzó szondák dolgát. A NASA tartalékolja a rendelkezésére álló limitált mennyiségű plutóniumot, amely a nukleáris áramforrások (RTG) üzemanyaga, amíg újraindul annak amerikai termelése. Viszont most először beleférnek a 450 milliós költségvetésbe a külső naprendszert célzó szondák, csak éppen így a lehető leghatékonyabb napelemeket kell majd használniuk.

Az egyik külső Naprendszert célzó küldetés az “Io vulkán megfigyelő” lenne. Ez 2021-ben indulna és 2026-ban érkezne meg a Jupiterhez. Ezután kilencszer elhaladna az Io hold mellett és annak aktív vulkánjait vizsgálná. Az adatokat lézeres kommunikációs rendszerrel küldené vissza a Földre. A NASA 2003-ig Jupiter körül keringő szondája, a Galileo és a bolygó mellett 2007-ben elhaladó New Horizons is több tucat aktív vulkánt figyelt meg az Io felszínén.

Egy másik tervet a JPL adott be, amely a legtöbb robotszondás küldetést építi és működteti. A projekt az “Enceladus élet kereső” (ELF) névre hallgat és tízszer repülne keresztül a Szaturnusz Enceladus holdjának felszínéről kitörő gejzíreken.

Jelenleg ezeket a Cassini-űrszonda vizsgálja. Mivel az Enceladus gejzírjeit maga a Cassini fedezte fel, az 1990-es években tervezett műszerei nem lettek ezek tanulmányozására optimalizálva. Mai technológiával sokkal jobban lehetne azok összetételét vizsgálni és lehetséges biológiai nyomok után kutatni bennük. A Cassini utoljára 2015 végén fogja majd a gejzíreket közelről vizsgálni.

Az ELF szonda műszerei képesek lesznek majd olyan makromolekulákat kimutatni, mint például aminosavak, amelyek a földön többnyire élő rendszerekben találhatók meg. Ezek vizsgálatából meg lehetne állapítani, hogy van-e élet az Enceladus óceánjában.

Az Io és az Enceladus szondákat is nagy hatékonyságú napelemek látnák el energiával, hasonlóan a NASA jelenleg Jupiterhez tartó JUNO szondájához. A JUNO az első napelemeket használó szonda a külső Naprendszerben.

Az évtized végéig szinte teljesen véget ér az emberiség robotos jelenléte a külső bolygórendszerben. A Cassini-t 2017-ben beléptetik a Szaturnusz légkörébe, a JUNO-t szintén abban az évben a Jupiterébe. A New Horizons 2019-ig befejezi fő küldetését, a Plútó-Charon rendszer és egy Kuiper objektum meglátogatását. A Jupiter holdjait meglátogató szondák legkorábban a 2020-as évek közepén fognak megérkezni. Viszont az a lehetőség, hogy alacsonyabb költséggel küldjön a NASA messzi célpontokhoz szondákat, felvirágoztathatja a külső naprendszer vizsgálatát.

A kisbolygók és üstökösök népszerű célpontjai voltak a korábbi Discovery kategóriás küldetéseknek is és nincs hiány még felfedezetlen kis égitestekből a Naprendszerben.

Az egyik javaslat egy szondát küldene a 240 kilométer széles Psyche kisbolygóhoz. Kutatók szerint a Psyche egy bolygókezdeményből hátramaradt fémes mag a korai Naprendszerből. A fő kisbolygóövben keringő Psyche nem hasonlítható a korábban vizsgált célpontokhoz. Szinte kizárólag nikkelből és vasból épül fel, hasonlóan a Föld magjához. A tervezett szonda 5 év alatt jutna el a kisbolygóhoz - a Dawn-hoz hasonlóan - ionhajtóművek segítségével.

Három koncepció a Mars két holdjára, a Phobosz-ra és a Deimosz-ra fókuszálna, választ adva a keletkezésük körüli kérdésekre.

A PANDORA (Phobosz és Deimosz eredet vizsgálat) küldetés 2020-ban indulna és ionhajtóművekkel érné el két évvel később a Marsot. Ezután 4 éven keresztül vizsgálná a Phobosz-t és a Deimosz-t, mindkettő körül pályára állva. Nagy felbontású felvételek készítése mellett az összetételüket is feltérképezné.

A MERLIN (Mars hold felfedezés, feltérképezés és felszíni vizsgálat) szonda 2024-ben landolna a Phobosz-on és 90 napig kutatná annak felszínét, a hold keletkezésének kérdésére fókuszálva. A leszállóegység többször fel tudna szállni a kisbolygó méretű égitestről és más helyen újra landolna. A szondát lézeres kommunikációs rendszerrel szerelnék fel.

A PADME a koncepció keretében 2020-ban indulna a Földről, egy évvel később érkezne meg és 16-szor repülne el a Phobosz és 9-szer a Deimosz mellett az egy éves küldetése során. A NASA LADEE hold kutató szonda mintájára tervezett küldetés szintén segítene megválaszolni a holdak eredetével kapcsolatos kérdéseket és lézeres kommunikációs átjátszóként is szolgálhatna.

Egy marsi leszállóegység terv is érkezett a NASA-hoz, Mars Icebreaker néven, amely a bolygó poláris síkságait vizsgálná a 2008-as Phoenix-hez hasonlóan.

Több koncepció is érkezett a Vénuszt meglátogató küldetésekre. A NASA utoljára 1994-ben küldött a Földhöz legközelebb lévő, vastag felhőzettel takart bolygóhoz űrszondát, a Magellan-t, amely radarral térképezte fel annak felszínét. Az Európai Űrügynökség (ESA) Venus Express szondája 2014 végén fejezte be 8 évig tartó munkáját a bolygó körül.

A JPL VERITAS (Vénusz kibocsátás, rádió tudomány, topográfia és spektroszkópia) szondája X-sávú radarral tárná fel a bolygó felszínét 220 kilométeres magasságból.

Egy vadabb küldetés koncepció a VASE (Vénusz légköri és felszíni felfedező), amely egy légköri belépő egységet és egy ballont tartalmazna. A ballon kétszer megkerülné a Vénuszt annak felső légkörében, 55 kilométeres magasságban, adatokat gyűjtve a bolygó légköréről és közben átjátszaná az ereszkedő egység adatait is a Földre. Az ereszkedő egység részletes képet adna a Vénusz légkörének vertikális felépítéséről. A belépő egység 90 percig működne a Vénusz rendkívül ellenséges körülményei közt, a ballon pedig akár két hétig is.

(via SpaceFlightNow)